ES2353217T3 - Maquina shearografica de formacion de imagenes. - Google Patents

Abstract

Un aparato para realizar una shearografía electrónica sobre un objeto de prueba, comprendiendo el aparato: una cámara de presión (412) en la que se puede apoyar el objeto de prueba, una cámara de shearografía (230) dispuesta en la cámara de presión (412) para tomar una imagen de interferencia del objeto de prueba, y un aparato de tratamiento de aire (446) en comunicación con el interior de la cámara de presión para cambiar la presión ambiente en la cámara de presión (412), incluyendo el sistema de tratamiento de aire (446) un mecanismo de reducción de la humedad (474) en comunicación con el interior de la cámara de presión (412) y pudiendo ser operado selectivamente para reducir la humedad relativa en el interior de la cámara de presión (412).

Description

ÁMBITO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere generalmente al ámbito de las pruebas no destructivas. Concretamente, la presente invención se refiere a la técnica de la shearografía electrónica.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

La técnica de la interferometría de cizalladura, o shearografía, implica la interferencia de dos imágenes del mismo objeto desplazadas lateralmente para formar una imagen de interferencia. Los procedimientos shearográficos convencionales requieren que se tome una primera imagen de interferencia (o imagen de referencia) mientras el objeto está en una condición sin tensión o de primera tensión, y que se tome otra imagen de interferencia cuando el objeto está en una segunda condición de tensión. La comparación de estas dos imágenes de interferencia (preferiblemente mediante procedimientos de sustracción de imágenes) revela información sobre las concentraciones de deformaciones y por lo tanto, sobre la integridad del objeto en una sola imagen llamada shearograma. En particular, la shearografía ha demostrado ser útil para detectar concentraciones de deformaciones y por lo tanto, defectos en los neumáticos de vehículos, especialmente los neumáticos de vehículos recauchutados.

En la shearografía electrónica convencional, las imágenes de interferencia se almacenan en una memoria de ordenador y se comparan electrónicamente para producir shearogramas estáticos únicos. Dado que todos los datos se procesan electrónicamente, los resultados del análisis pueden verse en “tiempo real”. “Tiempo real”, tal y como se utiliza en la técnica anterior, se refiere a la capacidad para ver el shearograma casi instantáneamente después de que se haya tomado la segunda imagen de interferencia.

Un aparato y un procedimiento para realizar la shearografía electrónica se describen en la patente estadounidense nº 4,887,899 emitida por Hung El aparato descrito en la patente mencionada produce una imagen de interferencia mediante el paso de la luz, reflejada desde el objeto de prueba, a través de un material birrefringente y un polarizador. El material birrefringente, que puede ser cristal de calcita divide un rayo de luz, reflejado desde el objeto, en dos rayos, y el polarizador hace posible que los rayos de luz reflejados desde un par de puntos interfieran entre sí. De este modo, cada punto sobre el objeto genera dos rayos y el resultado es una imagen de interferencia formada por la interferencia óptica de dos imágenes del mismo objeto desplazadas lateralmente.

Antes de los desarrollos divulgados en la patente de Hung, la frecuencia espacial de la imagen de interferencia producida en análisis shearográficos era relativamente alta, y requería el uso de película fotográfica de alta resolución para grabar una imagen de interferencia útil. El desarrollo divulgado en la patente de Hung produce una imagen de interferencia con una frecuencia espacial relativamente baja porque los ángulos efectivos entre los rayos de interferencia son pequeños. Por lo tanto, las imágenes de interferencia puede ser grabadas con una cámara de vídeo, teniendo la cámara de vídeo normalmente mucha menos capacidad de resolución que una película fotográfica de alta densidad o de alta resolución. Almacenando una imagen de interferencia del objeto en su condición inicial sin tensión, y comparando esta imagen de interferencia, virtualmente instantánea, por ordenador con otra imagen de interferencia tomada bajo un nivel diferente de tensión, puede observarse una imagen en “tiempo real” o shearograma de las deformaciones resultantes del objeto. Cada punto de la imagen de interferencia real es generado por la interferencia de la luz que emana desde un par de puntos definidos en el objeto. Por lo tanto, cada píxel de la cámara de vídeo es iluminado por la luz reflejada desde aquellos dos puntos. Si la iluminación general permanece constante, entonces cualquier variación en la intensidad del píxel, en la imagen de interferencia, solo será sometida a cambios en la relación de fase de los dos puntos de luz.

Cuando se almacena la imagen de vídeo inicial de la imagen de interferencia, se graba una intensidad inicial para cada píxel, como se ha descrito anteriormente. Si se producen deformaciones diferenciales en el objeto, dichas deformaciones provocarán cambios en la posterior imagen de interferencia. En concreto, la intensidad de un píxel dado cambiará de acuerdo con el cambio en la relación de fase entre los dos rayos de luz, reflejados desde los dos puntos en el objeto, que iluminan el píxel. Las diferencias de fase pueden ser tanto cambios positivos, que hacen que el píxel sea más claro, o cambios negativos, que hacen que el píxel sea más oscuro. El hecho de que el píxel se vuelva más claro o más oscuro depende de la relación de fase inicial y de la dirección del cambio de fase. Debido a la naturaleza cíclica de las interferencias de fase, dado que la deformación del objeto aumenta continuamente, la intensidad en un píxel dado puede pasar a través de un ciclo completo. Esto es, la intensidad del píxel podría aumentar a una diferencia máxima (positiva), a continuación volver a la intensidad original y después, volver a la diferencia máxima (negativa), y así sucesivamente.

En sistemas de la técnica anterior, un único shearograma se deriva de dos imágenes de interferencia estáticas únicas tomadas en dos niveles de tensión distintos. El shearograma único es observado entonces por un operador para su análisis. Si se toman múltiples shearogramas, el análisis se realiza en un shearograma cada vez. De este modo es sustancial el tiempo de asistencia del operador requerido para realizar un riguroso análisis de tensión. Asimismo, un shearograma único puede mostrar de manera falsa características de luz que parecen ser defectos (denominados “falsos positivos”). Estos “falsos positivos” son causados por diferentes características reflectoras en la superficie del objeto de prueba y parecen defectos cuando se visualiza un shearograma estático. Además, en un shearograma estático pueden “eliminarse” algunos defectos reales y de este modo, no visibles (denominados "falsos negativos”) a determinados niveles de tensión (particularmente altos). Estos efectos “eliminados” son causados por líneas periféricas shearográficas que no están suficientemente separadas espacialmente para ser visibles y poder distinguirse y por lo tanto, parecen efectos de luz anómalos en lugar de defectos reales en el objeto de prueba. De este modo, un shearograma estático único puede contener información no precisa con respecto a los defectos presentes actualmente. Asimismo, un operador que tenga que analizar un gran número de shearogramas necesita una gran cantidad de tiempo de asistencia del operador.

Una disposición similar a la de la patente de Hung se divulga en el artículo "A real time digital shearing speckle interferometer" por FS Chau y TW Ng en Measurement Science and Technology, vol. 3, nº 4, 1 de abril 1992, páginas 381-383. Las imágenes del shearograma se producen en tiempo real, es decir, aparecen en un visualizador casi instantáneamente después de que la señal de la imagen haya sido generada por la cámara. De este modo, las imágenes del shearograma han sido producidas y visualizadas en varios valores de carga diferentes aplicados a un objeto de prueba.

En la patente estadounidense 6,219,143 B1 se describe un aparato para realizar shearografía electrónica en un objeto de prueba, en el que se proporciona una cámara shearográfica para tomar imágenes de interferencia del objeto de prueba. Un dispositivo de animación como un ordenador acoplado a la cámara de shearografía está adaptado para recibir las imágenes de interferencia a un ritmo de al menos 15 imágenes por segundo mientras que el objeto de prueba realiza una secuencia de un continuo de niveles de tensión variables. El dispositivo de animación compara las imágenes de interferencia con una imagen de interferencia de referencia del objeto en el estado sin tensión o casi sin tensión mediante un proceso de sustracción de cada imagen de interferencia de la imagen de interferencia de referencia, formando de este modo un shearograma. Cada imagen de shearograma se muestra simultáneamente en una unidad visualizadora y se almacena en un dispositivo de memoria. Después de que la serie de niveles de tensión variables se haya completado, la secuencia de imágenes de shearograma se recuerda y se vuelve a reproducir en secuencia en la unidad de visualización. La visualización secuencial de estas imágenes de shearograma, a un ritmo de al menos 15 imágenes por segundo, produce una animación shearográfica de los shearogramas producidos durante y después de la tensión del objeto de prueba.

La patente estadounidense 6,246,483 B1 divulga un aparato para inspecciones shearográficas de artículos. El artículo que va a inspeccionarse y un sistema de interferómetro de cizalladura por láser están dispuestos en una cámara de vacío. El sistema de interferómetro de cizalladura por láser comprende un láser, un espejo móvil, una cámara de formación de imágenes CCD que puede utilizarse para la shearografía y para la interferometría electrónica de moteado. Las imágenes generadas por la cámara se procesan y visualizan en un monitor. La presión en la cámara de vacío puede variarse mediante una unidad de control. Esto permite al usuario ver en el monitor una imagen dinámica en tiempo real del estado del artículo que se está sometiendo a prueba a medida que varía la presión.

En la patente estadounidense 4,682,892 se describe un aparato para probar neumáticos mediante interferometría de cizalladura por moteado. El neumático que va a probarse y los medios para generar un interferograma, incluyendo una cámara y un medio fotográfico, se disponen en una cámara de vacío. Se graba un primer par de imágenes en el medio fotográfico. A continuación, se genera un vacío parcial en la cámara de vacío para aplicar una tensión al neumático, con lo cual un segundo par de imágenes se graba en el medio fotográfico. A continuación, el medio fotográfico se revela para formar una transparencia. En las patentes estadounidenses 4,702,594 y 5,703,680 se divulgan disposiciones similares con cámaras de vacío en las que se utiliza una cámara de vídeo en lugar de una cámara fotográfica.

La invención tiene como objeto proporcionar un aparato mejorado para realizar una shearografía en un objeto sometido a prueba.

Este objeto se logra mediante el aparato definido en la reivindicación 1.

RESUMEN DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un aparato para realizar shearografía electrónica en un objeto de prueba, como un neumático. El aparato de prueba por shearografía de la presente invención puede incluir un sistema de tratamiento de neumáticos que carga un neumático y lo centra automáticamente en relación con la cámara de shearografía. El sistema de tratamiento de neumático también utiliza un movimiento de carga pivotal que facilita la carga de neumáticos y minimiza el espacio de suelo requerido.

El aparato de prueba por shearografía de la presente invención incluye una cámara de presión que tiene un sistema de tratamiento del aire que puede reducir la humedad relativa en el interior de la cámara de presión durante un ciclo de prueba. Esto puede evitar la formación de una condición similar a la niebla en la cámara de presión que podría reducir sustancialmente la calidad de las imágenes de interferencia tomadas por la cámara shearográfica.

El aparato puede archivar además las imágenes animadas creadas durante la prueba de shearografía de modo que puedan volverse a visualizar más adelante. Los datos de imágenes animadas se comprimen antes del almacenamiento en el medio de archivo de tal manera que permitan un almacenamiento más eficiente de los resultados de la prueba sin una degradación significativa de la calidad de imagen. De este modo, pueden archivarse los datos de una forma más rentable sin sacrificar ninguna falta de precisión en los resultados de las pruebas.

Estas y otras ventajas de la invención, así como características inventivas adicionales serán evidentes a partir de la descripción de la invención proporcionada en la presente memoria.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

La invención se describirá a continuación con referencia a los dibujos adjuntos, en los que los números de referencia similares designan elementos similares en los diversos dibujos, y La figura 1 es un diagrama de bloque esquemático de un sistema de formación de imágenes shearográficas; La figura 2 es un diagrama esquemático de un sistema de formación de imágenes shearográficas que muestra una sección transversal de un neumático como objeto de prueba; La figura 3 es un diagrama esquemático de una cámara shearográfica en dos orientaciones diferentes relativas al neumático; y La figura 4 es una representación gráfica de la deformación de un objeto de prueba, que muestra el modelo periférico shearográfico correspondiente producido. La figura 5 es un diagrama esquemático de una visualización ejemplar para visualizar simultáneamente una pluralidad de animaciones shearográficas. La figura 6 es un diagrama esquemático de un sistema de formación de imágenes shearográficas ejemplares adaptado para archivar los datos de la prueba. La figura 7 es un diagrama de flujo de un proceso de archivación ejemplar. La figura 8 es una vista en perspectiva de una realización del aparato de prueba shearográfica de acuerdo con la presente invención, comprendiendo la realización una cámara de vacío (mostrada en una posición abierta) y un sistema de tratamiento de neumáticos (mostrado en una posición de carga). La figura 9 es una vista en elevación frontal del aparato de prueba shearográfica de la figura 8 con la cámara de vacío en una posición abierta y el sistema de tratamiento de neumáticos en la posición de carga. La figura 10 es una vista en elevación lateral del aparato de prueba shearográfica de la figura 8 con la cámara de vacío en una posición abierta y el sistema de tratamiento de neumáticos en la posición de carga. La figura 11 es una vista en perspectiva del aparato de prueba shearográfica de la figura 8 con la cámara de vacío en una posición abierta y el sistema de tratamiento de neumáticos en la posición de inspección. La figura 12 es una vista en elevación frontal del aparato de prueba shearográfica de la figura 8 con la cámara de vacío en una posición abierta y el sistema de tratamiento de neumáticos en la posición de inspección. La figura 13 es una vista en elevación lateral del aparato de prueba shearográfica de la figura 8 con la cámara de vacío en una posición abierta y el sistema de tratamiento de neumáticos en la posición de inspección. La figura 14 es una vista en planta superior de una realización ejemplar de un sistema de tratamiento de neumáticos para el aparato de prueba shearográfica de la figura 8 en la posición de inspección. La figura 15 es una vista en elevación frontal del sistema de tratamiento de neumáticos de la figura 14 en la posición de inspección. La figura 16 es una vista en sección del sistema de tratamiento de neumáticos de la figura 14 tomada a lo largo de la línea 16-16 en la figura 15. La figura 17 es una vista en sección del sistema de tratamiento de neumáticos de la figura 14 tomada a lo largo de la línea 17-17 en la figura 15.

La figura 18 es una vista en elevación lateral del sistema de tratamiento de neumáticos de la figura 14 tomada en el plano de la línea 18-18 en la figura 15. La figura 19 es una vista en sección del sistema de tratamiento de neumáticos de la figura 14 tomada a lo largo de la línea 19-19 en la figura 18. La figura 20 es un diagrama esquemático de un sistema de tratamiento de aire ejemplar para el aparato de prueba shearográfica de la figura 8.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS REALIZACIONES EJEMPLARES

La presente invención utiliza conceptos básicos de shearografía electrónica. En la patente estadounidense nº 4,887,899 se ofrecen más detalles de shearografía electrónica.

En referencia a la figura 1, se describe un diagrama de bloque esquemático de una disposición para practicar una shearografía electrónica. Un láser 10 produce una radiación electromagnética coherente o luz coherente, dirigiéndose la luz láser a través de un cable de fibra óptica 15 (o dirigido alternativamente por un espejo o un conjunto de espejos o proporcionado directamente) a un expansor de haz o iluminador 20. El expansor de haz 20 dirige la luz coherente sobre el objeto de prueba 25. La superficie del objeto de prueba 25 se ilumina y refleja luz en una cámara shearográfica 30. La cámara shearográfica incluye un elemento óptico 35, una lente 40 para enfocar la luz, y un detector 45. El elemento óptico 35 puede ser un material birrefringente y un polarizador, siendo el material birrefringente un material de calcita como un prisma de Wollaston. Sin embargo, el elemento óptico no está limitado a un material birrefringente y un polarizador, pueden aplicarse otros elementos como una rejilla de difracción, un espejo Michelson o una lámina de onda apropiada. Asimismo, el elemento óptico 35 puede contener otra óptica como por ejemplo, pero sin limitarse a, una lámina de cuarto de onda. El detector 45 puede ser una cámara de vídeo tradicional, una cámara de vídeo digital, un dispositivo de carga acoplada (CCD) u otro equipamiento de detección fotosensible.

La salida del detector 45 se acopla a un dispositivo de animación como un ordenador 50. El ordenador 50 incluye un circuito de captura de vídeo 55, una unidad de procesamiento central 60 y una memoria 65. Alternativamente, el ordenador 50 puede incluir un extractor lógico que está configurado para extraer imágenes shearográficas de la memoria de una manera predeterminada. El extractor lógico puede estar incorporado en el hardware o alternativamente en el software en el ordenador 50. El circuito de captura de vídeo 55 puede ser una tarjeta de vídeo dedicada o un capturador de imágenes, preferiblemente capaz de capturar imágenes completas de vídeo a un ritmo de al menos 15 imágenes por segundo. Sin embargo, el circuito de captura de vídeo 55 puede ser capaz de capturar imágenes de vídeo a cualquier ritmo adecuado. La unidad central de procesamiento 60 puede tener cualquier número de microprocesadores convencionales o un dispositivo microprocesador dedicado. El detector 45 está acoplado a la unidad central de procesamiento 60, estando la unidad central de procesamiento 60 acoplada al circuito de captura de vídeo 55 y al dispositivo de memoria 65. La unidad central de procesamiento 60 está acoplada además a la unidad de visualización 70 que puede ser un visualizador de tubos de rayos catódicos, una pantalla de cristal líquido o similar.

En funcionamiento, la luz coherente que emana del expansor de haz 20 se refleja desde el objeto de prueba 25. El elemento óptico 35 recoge la luz reflejada del objeto 25 provocando la creación de una imagen de interferencia. La imagen de interferencia se enfoca en el detector 45 a través de la lente 40. Convencionalmente, se toma una primera imagen de interferencia mientras que el objeto de prueba 25 está en una primera condición de tensión, y una segunda imagen de interferencia se toma con el objeto 25 en una segunda condición de tensión. Entonces, las dos imágenes de interferencia son comparadas mediante un proceso de diferenciación de una imagen con respecto a la otra y el shearograma se crea y se visualiza en un monitor.

El objeto de prueba 25 realiza una secuencia de un continuo de varios niveles de tensión. El detector 45 captura continuamente la imagen de interferencia del elemento óptico 35 y comunica la imagen de interferencia al ordenador 50, durante el ciclo de tensión. El circuito de captura 55 captura electrónicamente imágenes completas de interferencia a un ritmo de al menos 15 imágenes por segundo. El circuito de captura 55 comunica las imágenes de interferencia a la unidad central de procesamiento 60. La unidad central de procesamiento 60 compara la imagen de interferencia con una imagen de interferencia de referencia del objeto en el estado sin tensión o casi sin tensión (o alternativamente cualquier estado de tensión elegido), mediante un proceso de diferenciación de una imagen de interferencia de la imagen de interferencia de referencia, formando de este modo un shearograma. Cada imagen de shearograma se visualiza simultáneamente en una unidad de visualización 70 y se almacena en un dispositivo de memoria 65. Después de que se haya completado la serie de diversos niveles de tensión, el microprocesador 60 (o alternativamente un extractor lógico) recuerda la secuencia de imágenes de shearograma capturadas por el circuito de captura 55 y las vuelve a reproducir en secuencia en la unidad de visualización 70. La visualización secuencial de estas imágenes de shearograma, a un ritmo de al menos 15 imágenes por segundo, produce una animación shearográfica de los shearogramas producidos durante o después la tensión de un objeto de prueba 25.

El objeto de prueba 25 puede ser un objeto relativamente grande, como un neumático 200, como se describe en la figura 2. Una cámara shearográfica 230 que puede rotar en el interior del talón 202 del neumático 200 se describe en la figura 2. (Alternativamente, el neumático 200 puede ser rotado y la cámara 230 puede ser estacionaria.) La cámara shearográfica 230 incluye un láser 235 que produce un haz de luz coherente para iluminar el interior del neumático 200. La cámara shearográfica 235 se acopla asimismo a un ordenador 240 que tiene un visualizador 245, utilizándose el ordenador 240 y el visualizador 245 para la adquisición y animación de las imágenes shearográficas resultantes.

Cuando se utiliza para la detección de defectos en neumáticos o neumáticos recauchutados, la cámara de formación de imágenes shearográficas 230 puede estar posicionada en el neumático representada en la posición A en la figura 3 o fuera del neumático representado en la figura 3 en la posición B. Tener una cámara shearográfica fi en la posición B proporciona un examen de la zona del talón y el área de la pared lateral del neumático 200.

Volviendo a la figura 2, en funcionamiento, una cámara shearográfica 230 y un neumático 200 pueden colocarse en una cámara de vacío capaz de someter un neumático 200 a un vacío que produce tensiones en el neumático 200 produciendo una presión positiva (relativa a la presión dentro de la cámara de vacío) en vacíos dentro del neumático 200 provocando una protuberancia 250. En referencia a la figura 4, la protuberancia puede estar causada por un defecto 260, siendo posiblemente el defecto 260, aunque sin limitación, una delaminación entre dos capas del neumático o un vacío en el material moldeado. Cuando es sometido al vacío, aparece una protuberancia 250 debido a la presión positiva dentro del espacio vacío de adherencia 260. El gráfico de la figura 4 representa la inclinación de la protuberancia 250 por línea 270. El gráfico de la figura 4 representa además un modelo periférico, que incluye grupos de anillos 280 y 290, producidos por la diferenciación de dos imágenes de interferencia óptica producidas por la cámara shearográfica 230. Los modelos periféricos 280 y 290 de una imagen de shearograma producida por ordenador 240 (mediante el procedimiento de diferenciación o mediante otra técnica de resolución de imagen) aparecen como un conjunto de líneas periféricas sustancialmente circulares, aproximadamente concéntricas, correspondientes a la inclinación 270 de la protuberancia 250. Por lo tanto, dado que la protuberancia 250 es sustancialmente simétrica, los modelos periféricos 280 y 290 parecen ser reflejos de ellos mismos.

En referencia de nuevo a la figura 2, en funcionamiento, la cámara shearográfica 230 toma una serie de imágenes de interferencia que están comunicadas a un ordenador 240 mientras que el neumático 200 es sometido a un vacío variable o ciclo de tensión. En una realización preferente, el neumático 200 es sometido a un ciclo de despresurización y a continuación, a un ciclo de presurización para volver a situar el neumático en un estado sin tensión. Dado que el campo de visión de la cámara shearográfica 230 está limitado por el campo de visión de los elementos ópticos y por el tamaño del neumático, el neumático debe estar dividido en varios sectores que oscilan entre cuatro a doce, o más. En una realización ejemplar, el neumático 200 está divido en nueve sectores diferentes. La cámara shearográfica 230 visualiza por lo tanto un área que corresponde a 40º del arco del neumático 200. Después del ciclo de despresurización y presurización, la cámara 230 es rotada al siguiente sector, allí se repite el ciclo de despresurización y presurización. El ordenador 240 continúa recogiendo datos y puede, en una realización preferente, visualizar simultáneamente datos en el visualizador 245 a través del ciclo completo de nueve sectores. Los shearogramas son generados y visualizados a un ritmo tal que parecen que están animados.

En referencia ahora a la figura 5, se describe un visualizador 300, estando el visualizador dividido en nueve sectores diferentes, correspondiéndose cada sector 310 con un arco aproximado de 40º del interior de un neumático. Sin embargo, alternativamente, cada sector 310 podría corresponderse con cualquier campo de visión específico, de un neumático, para una cámara shearográfica, como una cámara shearográfica 230. El ordenador 240, como se describe en la figura 2, que puede estar conectado al visualizador 300, es capaz de reproducir una pluralidad de animaciones simultáneamente, según se describe en la figura 5. La figura 5 describe un pantallazo estático de una visualización típica, sin embargo, la visualización 300 muestra realmente animaciones o formación de imágenes secuenciales de imágenes de shearograma producidas por ordenador 240 a un ritmo que proporciona un efecto animado y en una realización preferente a un ritmo de 30 imágenes por segundo. Un visualizador con múltiples ventanas de animación o sectores de pantalla proporciona la clara ventaja de que un operador puede observar las animaciones simultáneamente buscando la aparición de indicaciones de deformaciones debidas a los defectos. Esta observación simultánea permite menos tiempo de asistencia por parte del operador, proporcionando de este modo un considerable ahorro de tiempo sin una pérdida sustancial de precisión. Capturar y proporcionar animación preferentemente a 30 imágenes por segundo (o alternativamente cualquier ritmo de animación adecuado) proporciona animaciones que son lo suficientemente uniformes para ser útiles a un operador.

Las ventajas de animar la secuencia de imágenes es que la animación mejora la precisión en la detección de defectos. Los efectos de luz que aparecerían como “falsos positivos” en un shearograma estático no se manifiestan como defectos cuando son animados, debido a la ausencia de movimiento aparente inducido por la animación. Un modelo periférico causado por un defecto real tenderá a "crecer" o "reducirse" y la intensidad de las líneas periféricas parecerá que sigue un ciclo durante la animación, debido al continuo cambio de estado de tensión del objeto de prueba. Asimismo, los efectos reales que pueden “eliminarse” en un shearograma estático o incluso en una integración de múltiples imágenes shearográficas, pueden advertirse con la animación de las imágenes shearográficas.

La animación de las imágenes shearográficas permite la visualización de defectos en una multiplicidad de estados de tensión, puede que algunos de los estados de tensión no provoquen el efecto de "eliminación" y además, el movimiento aparente creado por animación de las imágenes manifiesta un defecto real, en contraposición al efecto de la luz. La animación de los shearogramas pasa por una continuidad sustancial de estados de tensión, por lo tanto, los defectos que pueden no estar presentes en dos estados de tensión elegidos pueden advertirse en la animación. Estas ventajas en la animación de las imágenes shearográficas proporcionan una mejor precisión para detectar defectos y proporciona tiempos de análisis más cortos por parte de un operador.

Se ha reconocido que puede aplicarse un número de técnicas de procesamiento de señales, como por ejemplo, pero sin limitación, el uso de lógica difusa, redes neuronales, inteligencia artificial y técnicas de reconocimiento de patrones, para realizar una identificación automática de defectos. Sin embargo, los sistemas como este tienden a ser inherentemente complejos y sustancialmente costosos. Por lo tanto, el mantenimiento de un operador humano, recortando el tiempo de asistencia requerida del operador proporcionándole numerosas animaciones simultáneas, tiene el efecto de ofrecer un ahorro sustancial.

Aunque la animación de imágenes shearográficas puede ser preferible a un ritmo de al menos 15 fotogramas por segundo, debe advertirse que los ritmos de imágenes de menos de 15 fotogramas por segundo también puede utilizarse de forma efectiva, sin embargo, la animación puede parecer discretizada si se compara con una animación que ejecuta al menos 15 fotogramas por segundo. Asimismo, debe apreciarse que los ritmos de imágenes superiores a 30 fotogramas por segundo pueden ser ventajosos en aplicaciones específicas y pueden llegar a ser más sencillos de implementar ya que el microprocesador y la tecnología de captura de vídeo han mejorado.

Debe apreciarse que aunque anteriormente se describe un enfoque diferenciador para producir cada shearograma, los procedimientos y aparatos divulgados pueden aplicarse a diferentes técnicas de reserva de imágenes, que incluyen, pero no se limitan a, la integración continua. La integración continua describe el proceso de tomar una primera imagen de interferencia y diferenciar una segunda imagen de interferencia para producir un primer shearograma. Una tercera imagen de interferencia es tomada y sustraída del primer shearograma para producir un segundo shearograma. Una cuarta imagen de interferencia es tomada entonces y sustraída del segundo shearograma para producir un tercer shearograma. Esta secuencia se continúa a través del ciclo de prueba. La técnica de integración continua y otras técnicas conocidas para los expertos en la técnica, son válidas para las técnicas de animación divulgadas anteriormente y pueden aplicarse a estas.

El procedimiento y el aparato descritos anteriormente deben apreciarse para optimizar un número de factores de competencia asociados con la formación de imágenes shearográficas, especialmente según se aplica en la realización de las pruebas de defectos en líneas de neumáticos recauchutados (aunque claramente no limitado a esta aplicación). Estos factores de competición incluyen, pero no están limitados a, la maximización de datos, la maximización de la precisión, la minimización del tiempo de asistencia del operador, las longitudes de onda de luz disponibles, el tamaño del objeto, los costes del equipamiento; y el campo óptico de visión. Al animar los shearogramas en una pluralidad de sectores en una pantalla de visualización, se optimizan varios factores de competencia.

Los datos de la imagen del shearograma pueden archivarse para permitir que los mismos datos de la imagen del neumático utilizados por el operador para evaluar el neumático durante la prueba de shearografía puedan revisarse más adelante. La capacidad de archivar los datos de la imagen puede proporcionar varias ventajas, que incluye permitir una decisión con respecto a la presencia de defectos en un determinado neumático de ser reevaluados más adelante, como durante la investigación de un asunto potencial de la garantía. Adicionalmente, los datos de neumáticos archivados pueden utilizarse para evaluar la condición de un neumático particular con el paso del tiempo cuando el neumático ha sido probado varias veces.

Las ventajas asociadas con la animación de la secuencia de imágenes durante la evaluación original del neumático son igualmente aplicables a la revisión de los datos de imágenes archivados. Asimismo, para reevaluar de manera justa y precisa una decisión con respecto a un neumático particular en, por ejemplo, una situación de garantía, los datos archivados deben ser sustancialmente los mismos que los datos que se revisaron durante la evaluación original. De este modo, la animación de las imágenes preferentemente no debe ser parte del registro archivado.

Sin embargo, el almacenamiento de las imágenes animadas puede requerir una enorme cantidad de espacio de memoria. Por ejemplo, en una realización de la invención, los datos sin procesar recogidos para cada neumático pueden comprender aproximadamente 250 MB de información en forma de imágenes animadas que pueden limitar sustancialmente el número de resultados de la prueba que pueden almacenarse en un medio de almacenamiento dado. Por consiguiente, en la presente invención, la característica de archivación puede adaptarse de modo que, antes del almacenamiento, los datos se comprimen para permitir un almacenamiento más eficiente de los resultados de la prueba. Por ejemplo, en una realización ejemplar, durante una prueba, todos los datos de imágenes del shearograma que se producen son almacenados en la memoria del ordenador del cizalladura como en la memoria RAM del ordenador. Como se explica anteriormente, estos datos pueden visualizarse en la forma de animaciones para permitir el análisis del objeto de prueba para que el operador busque posibles defectos. Estos datos también pueden ser transferidos a una memoria de archivo, por ejemplo, un disco duro, un CD-ROM o una cinta magnética, donde los datos pueden almacenarse a largo plazo. Antes de dicho almacenamiento a largo plazo, los datos se comprimen de modo que pueda almacenarse un número sustancialmente mayor de resultados de prueba en un medio de almacenamiento dado. De este modo, se reduce el coste de almacenar datos y el coste de acceder a los datos almacenados. Como se explica a continuación, los datos se comprimen de tal modo que los resultados de la prueba pueden almacenarse de forma eficiente sin una degradación significativa en la calidad de la imagen, permitiendo de ese modo que los resultados de las pruebas puedan revisarse más adelante sin pérdida de precisión al detectar defectos.

En una realización ejemplar, para implementar la archivación de datos, se proporciona un

ordenador de archivación 340 que está en comunicación con el ordenador de cizalladura mediante un cable paralelo o similar, como se muestra, por ejemplo, en la figura 6. Adicionalmente, el software en el ordenador de cizalladura, como por ejemplo el software de inicio y el software de soporte del hardware, se modifica para soportar la transferencia de datos al ordenador de archivo. Una vez que el ordenador de cizalladura ha recogido todos los datos, puede iniciarse el proceso de archivación. En la figura 7 se muestra un diagrama de flujo que ilustra un conjunto de pasos ejemplares que debe llevarse a cabo en el proceso de archivación. Se describe a continuación. Como se advertirá, estos pasos no tienen que realizarse en la secuencia ilustrada. Asimismo, los pasos individuales pueden ser realizados por el ordenador de shearografía 240, el ordenador de archivación 340 o cualquier otro procesador adecuado. Por ejemplo, tanto el procesamiento de imágenes como la compresión y retención de los datos podrían ser realizados por un ordenador o procesador únicos. Como se ha mencionado anteriormente, la memoria en la que están archivados los datos puede ser cualquier memoria adecuada en la que pueden almacenarse los datos incluyendo, por ejemplo, la unidad de disco duro del ordenador de shearografía, el ordenador de archivación u otro ordenador, un disquete cargado en una unidad de disquetera externa asociada al ordenador de shearografía, ordenador de archivación u otro ordenador, un CD-ROM cargado en una unidad de CD-ROM asociado con el ordenador de shearografía, ordenador de archivación u otro ordenador o una cinta magnética cargada en una unidad de cinta asociada con el ordenador de shearografía, ordenador de archivación u otro ordenador.

Para asociar el neumático (u otro objeto de prueba) que se sometió a prueba con su resultado de prueba específico correspondiente dentro de la base de datos de archivación, puede introducirse un identificador único una vez que el ordenador de cizalladura 240 ha recogido todos los datos. En el ejemplo de realización, esto se logra cambiando la pantalla de visualización a una interfaz de operador que es ejecutada por el ordenador de archivación

340. A través de la interfaz, se le solicitará al operador que introduzca un identificador único para el neumático que ha sido sometido a prueba. Para garantizar que el operador introduce un identificador único, el programa de la interfaz puede adaptarse de modo que los resultados de la prueba recogidos para un neumático no se visualicen hasta que se introduce el identificador. En otras palabras, la interfaz del operador permanecerá en el visualizador hasta que se introduzca un identificador apropiado para el neumático. Una vez que se ha introducido el identificador del neumático, puede volver a cambiarse el visualizador al ordenador de cizalladura para visualizar las imágenes de shearograma animadas del ciclo de prueba recién terminado. El identificador de neumático puede introducirse mediante cualquier dispositivo de entrada adecuado incluyendo, por ejemplo, un teclado o un lector de código de barras. El programa de la interfaz del operador también puede permitir la entrada de otra información relativa al neumático, como por ejemplo, una identificación del cliente o notas. La entrada de otra información puede hacerse opcional de modo que la entrada del identificador del neumático es el único paso necesario del operador para implementar el proceso de archivación de los datos. La interfaz del operador también puede mostrar otra información relativa al proceso de archivación, como por ejemplo, una lista de archivos almacenados y un estado de la cantidad de la capacidad de almacenamiento utilizada.

Antes de la transferencia de los datos al ordenador de archivación 340, puede ser beneficioso seleccionar los datos de imágenes sin procesar con el fin de reducir el número de imágenes que debe transferirse al ordenador de archivación. En particular, los solicitantes han llegado a la conclusión de que cuando un número significativo de imágenes de shearograma se recoge durante un ciclo de prueba, no hay una pérdida apreciable en la calidad de la animación si solo se reproducen imágenes seleccionadas de la secuencia de animación a una velocidad relativamente baja. Por ejemplo, en una realización de la invención, se recogen veintiocho imágenes de shearograma para cada sección del neumático. Durante el análisis por parte del operador, estas imágenes se reproducen a una velocidad de aproximadamente 60 fotogramas por segundo. Sin embargo, no existe ninguna diferencia apreciable en la calidad de la animación si una de cada tres imágenes de la secuencia de veintiocho imágenes se visualiza a una velocidad de aproximadamente 20 fotogramas por segundo. De este modo, el almacenamiento de solo diez de estas veintiocho imágenes para esta sección particular puede producir un registro preciso de la prueba.

Una vez que se han seleccionado las imágenes que van a transferirse al ordenador de archivación, puede realizarse una secuencia de compresión inicial, en este caso, por parte del ordenador de cizalladura 240. En esta secuencia de compresión inicial, puede reducirse el tamaño de las imágenes individuales de la secuencia de animación que van a transferirse al ordenador de archivos 340. En una realización, los mapas de bits de las imágenes almacenados en el ordenador de cizalladura tienen un ancho de 512 píxeles, una altura de 480 píxeles y tienen ocho bits por píxel. Cada mapa de bits que va a transferirse al ordenador de archivos 340 puede reducirse en tamaño 9:1 a 172 píxeles de ancho y 160 píxeles de alto utilizando los datos de una de cada tres columnas y una de cada tres filas del mapa de bits. Para ayudar a garantizar que la imagen archivada se parezca lo máximo posible a la imagen original, puede utilizarse una técnica de promediación de píxeles para reducir el tamaño de la imagen. Con la técnica de promediación, se crea un píxel único que es la media del píxel original y los ochos píxeles que rodean el píxel original en la imagen original. Para los píxeles en el borde del mapa de bits, se utiliza el promedio del píxel original y los cinco píxeles que le rodean. Esto tiene el efecto de suavizar los datos, reduciendo el ruido en la imagen. Después de haber reducido la imagen, se añade una cabecera a la imagen para instruir al visor de la imagen sobre cómo visualizar la imagen.

Para iniciar la transferencia de las imágenes reducidas del ordenador de cizalladura 240 al ordenador de archivación 340, se establece la comunicación entre los dos ordenadores. Esto puede implementarse mediante un software adecuado. En la realización ejemplar, al final del proceso de recogida de datos, el ordenador de cizalladura 240 envía un mensaje al ordenador de archivación 340 que contiene un nombre de archivo para los datos de la imagen. Opcionalmente, el mensaje también puede incluir una escala para creara una rejilla en la vista del cabezal dentro de los datos archivados asociados al neumático. Una vez que se ha recibido el mensaje del nombre del archivo, el ordenador de archivación 340 crea un directorio de trabajo en la raíz de la unidad en la que se colocarán las imágenes transferidas. A continuación, se crea un archivo de texto en ese directorio con una sola línea que indique el nombre de archivo. El ordenador de archivación 340 responde entonces al ordenador de cizalladura 240 con el mismo archivo original, enviado originariamente por el ordenador de cizalladura. Esta respuesta señala al ordenador de cizalladura 240 que transfiera los archivos que contienen las imágenes reducidas. El proceso de transferencia no comienza hasta que el ordenador de archivación 340 envía la respuesta de nombre de archivo apropiada. A medida que se transfiere cada archivo, se almacena en el directorio de trabajo creado por el ordenador de archivación 340. Las imágenes reducidas pueden transferirse al ordenador de archivación en un formato ".BMP".

Después de que todos los archivos de imágenes se han transferido al ordenador de archivación 340, el ordenador de archivación comprime además los datos. Esto puede realizarse convirtiendo los conjuntos de imágenes para cada una de las secciones del neumático en un archivo de gráficos animados, por ejemplo, un archivo GIF. La compresión estándar GIF incluye una característica de transparencia integrada que permite que uno de los colores se haga transparente. En el contexto de una animación, el color transparente se utiliza cuando un píxel en un fotograma de animación es igual que en el fotograma anterior. De este modo, el primer fotograma del archivo GIF animado tiene los datos de imagen completos. Sin embargo, los fotogramas subsiguientes pueden usar el bit de transparencia que le indica al programa de visualización que no cambie el color del píxel que se está visualizando. Esto incrementa significativamente la relación de compresión creando más patrones de repetición. Pueden encontrarse detalles adicionales relativos a los archivos GIF y a la compresión en Graphic Interchange Form Programming Reference publicada por CompuServe Inc. y con fecha 31 de julio de 1990.

La compresión proporcionada por la compresión de GIF estándar puede mejorarse adicionalmente modificando la característica de transparencia con el fin de producir una compresión con pérdida. Específicamente, los solicitantes han encontrado que en una animación de shearografía puede ser difícil distinguir entre valores de píxeles que cambian solo una cantidad relativamente pequeña en intensidad de un fotograma al siguiente. De este modo, a estos píxeles puede asignárseles el color transparente sin ninguna degradación sustancial de la calidad de animación. Específicamente, en la corriente de entrada que alimenta el motor de compresión, el píxel que se está visualizando está siendo comparado constantemente con el píxel que va a reemplazarlo en el fotograma subsiguiente para que puedan generarse píxeles transparentes. De acuerdo con un aspecto de la presente invención, la generación de píxeles transparentes se altera por la asignación del color transparente a píxeles en un fotograma de la animación que no ha cambiado en más que un nivel predeterminado del fotograma anterior, a diferencia de estos píxeles solamente, que son idénticos. De este modo, es mucho más probable que se generen píxeles transparentes.

La compresión de GIF utiliza la técnica de compresión LZW que crea “fichas” que representan secuencias de bytes de repetición más larga. Estas fichas se crean a medida que tiene lugar la compresión. El uso de una tolerancia con respecto a la generación de píxeles transparentes aumenta la probabilidad de cadenas más largas en las fichas, proporcionando de este modo una mayor compresión. El programa decodificador para las animaciones simplemente omite los píxeles que tienen el valor transparente, dejando el mismo color visualizado.

Por ejemplo, al utilizar una escala 0-255 de claro a oscuro, el activador para asignar un píxel transparente puede establecerse cuando el nivel de brillo no haya cambiado en más de 8 puntos del brillo visualizado. Con dicho activador, si el píxel visualizado del primer fotograma de la animación tiene un nivel de brillo de 10 y el píxel correspondiente en el segundo fotograma tiene un nivel de brillo de 17, el valor del píxel transparente (ej. 252) se asignaría a ese píxel en el segundo fotograma. Si en el tercer fotograma, el píxel correspondiente tiene un nivel de brillo de 24, el valor de píxel transparente no se asignaría de modo que el nuevo valor del píxel de 24 se guardaría y se visualizaría más adelante. Utilizando la escala 0-225 de claro a oscuro, los solicitantes han llegado a la conclusión de que los cambios en el brillo de menos de 16 niveles son difíciles de distinguir visualmente para el ojo humano. Así, el algoritmo de compresión de la presente invención podría, por ejemplo, utilizar cualquier nivel de brillo de 16

o menor que el activador para asignar el valor de píxel transparente durante la compresión. Como se advertirá, si se utilizan otras escalas para los valores de píxeles, siguiendo con la invención, debería seleccionarse un activador que refleje un cambio que no pueda ser distinguido por el ojo humano. De este modo, el algoritmo de compresión no está limitado a ningún valor de activador particular para asignar el valor de píxel transparente, sino que en su lugar puede abarcar cualquier valor que represente un cambio en la imagen que es difícil de distinguir por el ojo humano.

Al final del proceso de compresión realizado por el ordenador de archivación 340, una serie de archivos GIF, cada uno de los cuales puede corresponderse con una sección particular del neumático que está sometiéndose a prueba (u otro objeto de prueba), se guarda en el medio de almacenamiento de archivo en un directorio o subdirectorio correspondiente al nombre de archivo particular. Para permitir la visualización de los archivos GIF animados, se crea un documento HTML que permite que los archivos GIF se visualicen en un explorador de Internet. El documento HTML también puede contener el identificador de neumático, el nombre del cliente, cualquier nota introducida por el operador, la fecha y la hora. Este documento HTML también puede guardarse utilizando el nombre de archivo y colocarse con los archivos GIF en el medio de almacenamiento de archivo. También se actualiza un documento de HTML índice con el nombre de archivo, el identificador de neumático y cualquier otra información deseada para permitir la realización de búsquedas de los resultados de las pruebas. Por ejemplo, una función de búsqueda podría proporcionarse a través de la interfaz del operador. Una vez que se ha completado, puede eliminarse el directorio de trabajo que contenía los archivos originales transferidos del ordenador de cizalladura.

En referencia ahora a las figuras 8-20 de los dibujos, se muestra una realización de un aparato 410 para realizar una prueba de shearografía en un neumático de vehículo. Se entenderá que aunque el aparato de prueba de shearografía ilustrado 410 puede utilizarse para producir imágenes shearográficas animadas de un neumático, el aparato no se limita a realizar pruebas que producen animaciones. En su lugar, el aparato de prueba de shearografía 410 puede configurarse para realizar cualquier procedimiento deseado de prueba shearográfica. Como se muestra en las figuras 8-13, el aparato de prueba de shearografía 410 incluye una cámara de vacío 412 en la que puede cargarse un neumático y someterse a un ciclo de prueba de vacío (es decir, despresurización y presurización). En la realización ilustrada, la cámara de vacío 412 tiene una configuración generalmente cilíndrica que se divide en las partes superior e inferior 414, 416. Como se muestra mejor en las figuras 8 y 11, las partes superior e inferior 414, 416 están conectadas pivotalmente a lo largo de la parte trasera 418 de la cámara de vacío 410 de modo que, en este caso, la parte superior 414 puede moverse en relación con la parte inferior 416 entre las posiciones abierta y cerrada. La separación de la cámara de vacío 412 en las partes superior e inferior 414, 416 está situada en un ángulo en relación con la base 421 de la cámara de vacío. Específicamente, la cámara de vacío 412 está dividida en las partes superior e inferior 414, 416 a lo largo de un plano que se orienta hacia abajo a medida que se extiende desde la parte trasera 418 a la delantera 420 de la cámara de vacío. Por consiguiente, cuando la parte superior 414 está en la posición abierta, las partes superior e inferior 414, 416 definen una boca abierta con un labio frontal relativamente bajo 422. Este labio frontal bajo 422 facilita la carga y descarga de neumáticos como se describe a continuación.

Para tomar las imágenes de referencia del neumático durante un ciclo de vacío, se proporciona un montaje de cámara de shearografía. El montaje de la cámara, que se muestra esquemáticamente en la figura 2, incluye una cámara shearográfica 230 y un láser 235 para iluminar el neumático con un haz de luz coherente. La cámara shearográfica 230 se apoya en un mástil 233 que está dispuesto en relación centrada con respecto a la cámara de vacío 412. El mástil 233 puede extenderse a lo largo del eje central de la cámara de vacío 412 para permitir que la cámara 230 se posicione en el interior del neumático para examinar el área de rodadura y fuera del neumático para examinar el talón y la pared exterior del neumático. Adicionalmente, el mástil 233 es giratorio de modo que la cámara 230 puede posicionarse para ver las diferentes secciones o sectores del neumático. Como se ha descrito anteriormente, después de cada ciclo de vacío, la cámara 230 se gira para visualizar el sector de neumático y se repite el ciclo de vacío.

El aparato de prueba de shearografía ilustrado 410 incluye además un sistema de tratamiento de neumáticos que carga un neumático en la cámara de vacío 412 y centra automáticamente el neumático en relación con la cámara y, a su vez, la cámara de shearografía. Específicamente, el sistema de tratamiento del neumático proporciona un mecanismo de centrado mecánico simple que centra de forma fiable y precisa neumáticos de diferente diámetro sin necesidad de ajustes por parte de un operador. Asimismo, el sistema de tratamiento de neumáticos utiliza un montaje de carga pivotal 424 que minimiza los requisitos del espacio del suelo para la operación de carga/descarga y facilita sustancialmente el proceso de carga/descarga permitiendo que un neumático se cargue y descargue en una posición sustancialmente vertical. Para ello, el montaje de carga pivotal 424 incluye una placa de soporte de neumático 426 que puede moverse entre una posición de carga y una posición de inspección cuando la cámara de vacío 412 está en la posición abierta. En la posición de carga, la placa de soporte 426 está dispuesta sustancialmente en la parte exterior y frontal de la cámara de vacío 412. Adicionalmente, la placa de soporte del neumático 426 se extiende en un ligero ángulo desde la vertical hacia la parte trasera 418 de la cámara de vacío 412 con un extremo inferior 446 de la placa de soporte estando dispuesto generalmente frente al labio frontal inferior 422 de la boca de la cámara de vacío como se muestra en las figuras 8-10. En la posición de inspección, la placa de soporte del neumático 426 está dispuesta horizontalmente dentro de la cámara de vacío 412 y centrada en relación con la cámara (y, a su vez, la cámara shearográfica) como se muestra en las figuras 11-13. La placa de soporte 426 está configurada de modo que su parte central está sustancialmente abierta de modo que, cuando la placa está en la posición de inspección, la cámara puede ver el talón inferior del neumático soportado sobre ella sin necesidad de ningún tratamiento adicional de neumáticos.

Una realización ejemplar de un sistema de tratamiento de neumáticos se muestra con mayor detalle en las figuras 14-19. En la realización ejemplar, la placa de soporte del neumático 426 está montada en un carro 428 que, a su vez, está conectado a una estructura pivotal 430 mediante un par de brazos 432 como se muestra en las figuras 16-18. En este caso, el carro 428 (véanse por ejemplo, las figuras 14 y 15) comprende un par de miembros de soporte paralelos 434 que está interconectados por un par de abrazaderas que se extienden lateralmente 436 que se expanden entre los miembros de soporte adyacentes a los extremos de la misma. Cuando la placa de soporte 426 está en la posición de carga, los miembros de soporte 434 están orientados ligeramente hacia atrás desde una posición de pie verticalmente como se muestra en las figuras 8 y 10. Los miembros de soporte 434 son horizontales y se extienden en relación frontal-trasera con respecto a la cámara de vacío 412 cuando la placa de soporte 426 está en la posición de inspección. Cada brazo 432 está conectado con uno de los respectivos miembros de soporte 434 y conecta el carro con un eje 438 (figuras 15, 16 y 19) que se apoya rotatoriamente mediante la estructura pivotal 430 y define la articulación alrededor de la cual giran los brazos 432 y el carro 428. El eje 438 se extiende lateralmente entre un par de patas 440 dispuestas de manera adyacente a un extremo frontal de la estructura pivotal 430 como se muestra en la figura 19.

El montaje de carga pivotal 424 también incluye un actuador lineal 442 que está conectado pivotalmente en un extremo a la estructura pivotal 430 y en el extremo opuesto a uno de los brazos 432 (véanse por ejemplo, las figuras 17 y 19). De este modo, la extensión y retracción del actuador lineal 442 gira el eje 438 y los brazos 432 en relación con la estructura pivotal 430 y así, gira el carro 428 y la placa de soporte 426 entre las posiciones de carga y de inspección. El labio frontal inferior 422 de la cámara de vacío 412 facilita el movimiento pivotal del carro 428 y la placa de soporte 426 presentando una barrera de altura mínima que el carro y la placa de soporte deben despejar. Dado que el carro 428 y la placa de soporte 426 son sustancialmente verticales cuando están en la posición de carga, consumen una cantidad relativamente pequeña de espacio en el suelo, especialmente en comparación con los sistemas de carga de tipo transportador horizontal. El espacio de suelo requerido también se minimiza por el hecho de que el neumático se carga y se descarga de la cámara de vacío 412 en la misma posición.

Para soportar un neumático a medida que se carga en la placa, la placa de soporte 426 incluye un par de postes lateralmente espaciados 44. Los postes 444 están dispuestos de manera adyacente al extremo inferior 446 de la placa de soporte 426 y están separados a una distancia suficiente para soportar neumáticos de diferente diámetro. Dado que la placa de soporte 426 está dispuesta sustancialmente de manera vertical en la posición de carga y los postes 444 están en el extremo inferior 446 de la placa, solo tiene que elevarse un neumático una pequeña distancia para ser cargado en la placa de soporte.

El sistema de tratamiento de neumáticos centra automáticamente el neumático en relación con la cámara de vacío 412 y de este modo la cámara de shearografía, aprovechando la configuración circular del neumático. Con respecto a la dirección lateral del eje, los postes 444 en la placa de soporte 426 pueden actuar como mecanismo de centrado. En particular, los postes 444 están dispuestos en la placa de soporte 426 de modo que, cuando la placa está en la posición de inspección, los postes 444 están posicionados en cualquier lado, y a una distancia equidistante del centro de la cámara de presión 412. Consiguientemente, independientemente de qué diámetro tiene el neumático colocado en los postes 44, estará centrado lateralmente con respecto a la cámara y la cámara cuando la placa de soporte 426 esté pivotada en la posición de inspección.

El centrado del neumático en la dirección frontal-trasera o eje de la cámara de vacío se realiza mediante la placa de soporte del neumático 426 y el brazo de detección del neumático 448 que pueden moverse el uno hacia el otro con el fin de sujetar el neumático entre ambos. Como se muestra, por ejemplo, en las figuras 14, 16, 18, antes del inicio de la operación de centrado/carga, el brazo detector 448 se dispone adyacente a un brazo superior 450 del carro 428 en alineación lateral con uno de los postes de soporte de neumático 444. Asimismo, el brazo detector 448 y los postes 444 están a la misma distancia del centro del carro 428. El brazo detector 448 puede deslizarse longitudinalmente a lo largo del carro 428 en un raíl 452 (figura 14) proporcionado en uno de los miembros de soporte 434. Asimismo, la placa de soporte 426 puede deslizarse longitudinalmente a lo largo del carro 428 sobre los raíles correspondientes 454 (figura 15) proporcionados sobre los miembros de soporte 434.

Las placas de soporte 426 y el brazo detector 448 son accionados en el carro 428 mediante, en este caso, un mecanismo de accionamiento de tornillo. El tornillo de plomo 458 del mecanismo de accionamiento se extiende longitudinalmente en relación con el carro 428 de manera paralela a los raíles y se apoya en cualquier extremo del carro mediante cojinetes adecuados como se muestra en la figura 14. Un motor 460 está dispuesto en el extremo superior del carro 428 para rotar el tornillo de plomo 458. La placa de soporte 426 está acoplada mediante una tuerca a una parte inferior 463 del tornillo de plomo 458 mientras que el brazo detector 448 está acoplado mediante una tuerca a una parte superior 465 del tornillo de plomo. Las partes inferior y superior 463, 465 del tornillo de plomo 458 están roscadas de manera idéntica, pero en direcciones opuestas. De este modo, la rotación del tornillo de plomo 458 mueve la placa de soporte 426 y el brazo detector 448 en direcciones opuestas a la misma velocidad.

Durante una operación de carga del neumático, el motor 460 gira el tornillo de plomo 458 de modo que la placa de soporte del neumático 426 se mueve hacia el extremo superior del carro 428 mientras que el brazo detector 448 se mueve hacia el extremo inferior de modo que un neumático que descansa sobre los postes de soporte 444 termina fijado entre los postes de soporte y el brazo detector. El brazo detector 448 está soportado pivotalmente de forma que cuando el brazo detector contacta la superficie exterior del neumático, es empujado más allá de la posición centrada. Este movimiento pivotal del brazo detector 448 activa un interruptor de límite que cierra el motor de accionamiento del tornillo 460. Dado que la placa de soporte 426 y el brazo detector 448 se han movido la misma distancia a lo largo del carro 428 y comienzan la secuencia alineados lateralmente y a una distancia equivalente del centro del carro, el neumático está en posición centrada relativa al carro cuando el brazo detector 448 contacta con el neumático. De este modo, configurando el carro 428 de modo que esté centrado en relación con la cámara de vacío 414 cuando el carro gira a la posición de inspección, el neumático también está centrado en relación con la cámara.

Como se advertirá, la secuencia de centrado puede producirse en cualquier momento antes del comienzo del ciclo de inspección. Por ejemplo, con el fin de reducir el tiempo requerido para la operación de carga, la secuencia de centrado puede producirse al mismo tiempo que el carro está girando desde la posición de carga a la de inspección. Sin embargo, la secuencia de centrado también puede producirse tanto antes como después de que el carro gire.

Para someter el neumático u otro objeto de prueba a un ciclo de vacío (es decir, despresurización y presurización), el aparato de prueba de shearografía ilustrado 410 incluye un sistema de tratamiento de aire 446. El sistema de tratamiento de aire 446 incluye, en este caso, una bomba de vacío 468 que extrae aire a través de una salida 470 en la pared de la cámara de vacío 412 como se muestra en la figura 20. Una válvula de entrada 472 también se proporciona en la pare de la cámara de vacío 412. Durante la parte de despresurización del ciclo de vacío, la válvula de vacío 472 se cierra y la bomba de vacío 468 extrae aire fuera de la cámara de vacío 412. Cuando la cámara de vacío 412 está cerrada, esto reduce la presión en la cámara de vacío y tensa el neumático. Mientras el neumático está tensado, la cámara de shearografía 230 toma una serie de imágenes de interferencia del neumático. Una vez que se ha tomado el número deseado de imágenes de interferencia, comienza la parte de presurización del ciclo de vacío. Durante la presurización de la cámara, la bomba de vacío 468 sigue operando, pero la válvula de entrada 472 está abierta. De este modo, el aire circula a través de la cámara de vacío cerrada 412 a través de la entrada y la salida del aire. Esto devuelve a la cámara de vacío a una presión atmosférica normal y devuelve el neumático al estado no tensado. La cámara 230 puede rotarse entonces al siguiente sector del neumático y puede repetirse el ciclo de vacío.

Preferentemente, el aire entre el objeto de prueba y la cámara de shearografía debe tener una densidad uniforme y consistente durante el ciclo de tensión en vacío. Los solicitantes han llegado a la conclusión de que si la humedad relativa es alta durante el ciclo de vacío, se produce una condición de ambiente neblinoso en la cámara de vacío 412. Esto provoca la retracción y el reflejo de la luz utilizada en el proceso shearográfico, reduciendo sustancialmente la calidad de las imágenes de interferencia tomadas por la cámara de shearografía 230. La condición neblinosa se produce porque la reducción en la presión ambiente en la cámara de vacío 412 durante el ciclo de vacío provoca una reducción correspondiente en la temperatura ambiente del aire y de toda agua que quede en suspensión en el aire. A medida que disminuye la temperatura del aire y del agua, el agua entra en suspensión produciendo la niebla.

Con el fin de evitar que se desarrolle la condición neblinosa, el aparato de prueba de shearografía 410 de la presente invención incluye un mecanismo en comunicación con el interior de la cámara de vacío 412 que puede reducir la humedad relativa en la cámara de vacío durante el ciclo de vacío. Por ejemplo, el sistema de tratamiento de aire 466 puede adaptarse para calentar el aire introducido en la cámara de vacío 412 a través de la válvula de entrada 472, calentando de este modo el aire dentro de la cámara de vacío. Esto contrarresta el calor que se ha eliminado como resultado de la reducción de presión, permitiendo que el aire contenga más agua. De este modo, la humedad relativa se reduce y el vapor de agua permanece en suspensión. Como se muestra en la figura 20, una forma en la que puede lograrse esto es proporcionando un elemento de calentamiento 474 en la entrada de aire a la cámara de vacío 412. El aire introducido en la cámara de vacío 412 a través de la entrada pasa sobre el elemento de calentamiento 474 y se calienta de este modo.

El calentamiento del aire puede lograrse de manera más eficiente utilizando el calor generado por el funcionamiento de la bomba de vacío 468. En particular, puede proporcionarse un conducto que toma el aire del lado de escape de la bomba de vacío 468, que ha sido calentada mediante el funcionamiento de la bomba de vacío, y lo dirige sobre el elemento de calentamiento 474. El aire calentado es dirigido entonces de vuelta a la cámara de vacío 412 a través de la válvula de entrada de aire 472. El elemento de calentamiento 474 puede accionarse manualmente de modo que puede activarse cuando se desee, como por ejemplo, en condiciones de elevada humedad. Adicionalmente, el elemento de calentamiento 474 puede vincularse a un sensor que acciona el elemento de calentamiento cuando la humedad relativa supera un valor predeterminado. Para ayudar a evitar el sobrecalentamiento, el elemento de calentamiento 474 puede adaptarse de modo que se cierre cuando la bomba de vacío 468 no está funcionando. Aunque se divulga un elemento de calentamiento 474 en la entrada de la cámara de vacío 412, se advertirá que el elemento de calentamiento puede estar dispuesto en cualquier ubicación adecuada que le permita calentar el aire en la cámara de vacío 412, como dentro de la propia cámara de vacío. Asimismo, puede utilizarse cualquier tipo adecuado de mecanismo de calentamiento.

Alternativamente, en lugar de utilizar un elemento de calentamiento, el sistema de tratamiento

5 10

25 de aire 466 puede incluir un deshumidificador para eliminar el vapor de agua del aire en la cámara de vacío. El deshumidificador incluye placas de refrigeración que enfrían el aire a medida que circula durante la parte de presurización del ciclo de vacío. Esto hace que el vapor de agua salga suspendido en las placas de refrigeración. Entonces puede permitirse que el aire se vuelva a calentar produciendo una humedad relativa más baja y volviéndolo a introducir en la cámara de vacío 412. Aunque la presente invención se ha descrito destacando las realizaciones preferentes, pueden emplearse variaciones de las realizaciones preferentes siempre que estén comprendidas dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

15

20

25

30

26

Claims (22)

1.

Un aparato para realizar una shearografía electrónica sobre un objeto de prueba, comprendiendo el aparato: una cámara de presión (412) en la que se puede apoyar el objeto de prueba, una cámara de shearografía (230) dispuesta en la cámara de presión (412) para tomar una imagen de interferencia del objeto de prueba, y un aparato de tratamiento de aire (446) en comunicación con el interior de la cámara de presión para cambiar la presión ambiente en la cámara de presión (412), incluyendo el sistema de tratamiento de aire (446) un mecanismo de reducción de la humedad (474) en comunicación con el interior de la cámara de presión (412) y pudiendo ser operado selectivamente para reducir la humedad relativa en el interior de la cámara de presión (412).

2.

El aparato de acuerdo con la reivindicación 1 en el que un procesador de imágenes (60) está acoplado a la cámara de shearografía (30), estando el procesador de imágenes (60) adaptado para recibir una pluralidad de imágenes de interferencia secuenciales de la cámara de shearografía (30), producir un conjunto de una pluralidad de imágenes de shearograma del objeto de prueba de las imágenes de interferencia y producir una animación del conjunto de imágenes de shearograma secuenciales para representar dinámicamente los estados de tensión variable en el objeto de prueba, un visualizador (70) está acoplado al procesador de imágenes (60) para proporcionar visualización de la animación del conjunto de imágenes de shearograma secuenciales, se proporciona una memoria de archivo para memorizar los datos correspondientes a la animación, comprimiéndose los datos de animación memorizados de tal modo que los datos de animación memorizados incluyen solamente imágenes de shearograma individuales preseleccionados del conjunto de imágenes de shearograma secuenciales y menos que todos los datos de imágenes asociados con cada imagen de shearograma individual preseleccionada, y en el que las imágenes de shearograma individuales comprenden imágenes de shearograma tomadas a un intervalo regular preseleccionado del conjunto de imágenes de shearograma secuenciales.

3.

El aparato de acuerdo con la reivindicación 2 en el que las imágenes de shearograma individuales preseleccionadas en los datos de animación memorizados han sido disminuidas de tamaño utilizando una técnica de

promediación de píxeles.

4.

El aparato de acuerdo con la reivindicación 2 ó 3, en el que cada imagen de shearograma comprende una pluralidad de piezas individuales de datos de imágenes y los datos memorizados están comprimidos de tal modo que solo incluyen piezas individuales de datos de imágenes que han cambiado en más de una cantidad predeterminada de la imagen de shearograma anterior en el conjunto de imágenes de shearograma secuenciales.

5.

El aparato de acuerdo con una o más de las reivindicaciones anteriores 2 a 4, que incluye asimismo un procesador de datos adaptado para comprimir los datos de animación memorizados.

6.

El aparato de acuerdo con la reivindicación 5 en el que el procesador de datos es un ordenador (340).

7.

El aparato de acuerdo con una o más de las reivindicaciones anteriores 2 a 6 en el que el procesador de imágenes (60) está adaptado para producir una pluralidad de conjuntos de imágenes de shearograma secuenciales, representando cada conjunto de imágenes de shearograma secuenciales una sección sustancialmente diferente del objeto de prueba.

8.

El aparato de acuerdo con la reivindicación 7 en el que la memoria de archivo está adaptada para retener datos correspondientes a cada animación.

9.

El aparato de acuerdo con una o más de las reivindicaciones anteriores 2 a 8 en el que los datos de animación memorizados incluyen un identificador.

10.

El aparato de acuerdo con la reivindicación 9 en el que los datos de animación memorizados incluyen un índice que asocia los datos de animación memorizados con el identificador.

11.

El aparato de acuerdo con una o más de las reivindicaciones anteriores 2 a 10 en el que los datos de animación memorizados tienen forma de archivo de gráficos animados.

12.

El aparato de acuerdo con una o más de las reivindicaciones anteriores en el que la cámara de presión (412) tiene una puerta (414, 416) que se mueve entre las posiciones abierta y cerrada, estando dispuesta la cámara de shearografía (230) en la cámara de presión (412).

13.

El aparato de acuerdo con la reivindicación 12, que incluye además un sistema de carga de neumáticos (424) para cargar un neumático en la cámara de presión (412) a través de la puerta de la cámara de presión (414, 416), incluyendo el sistema de carga del neumático (424) una placa de soporte del neumático (426) que puede girarse entre una posición de carga en la que la placa de soporte del neumático (426) está dispuesta para soportar un neumático en una posición generalmente vertical sustancialmente fuera de la cámara de presión (412) y una posición de inspección en la que la placa de soporte

(426) está dispuesta para soportar un neumático en una posición sustancialmente horizontal en el interior de la cámara de presión (412), pudiéndose mover la placa de soporte (426) a lo largo del carro (428) que está adaptado para centrar automáticamente un neumático apoyado en la placa de soporte (426) en relación con la cámara de shearografía (230).

14.

El aparato de acuerdo con la reivindicación 13 en el que la placa de soporte del neumático (426) tiene una parte central que está sustancialmente abierta.

15.

El aparato de acuerdo con la reivindicación 13 o 14 en el que el sistema de carga del neumático (424) incluye un marco pivotante (430) dispuesto en la cámara de presión (412) y un brazo pivotante (432) que se extiende entre el marco pivotante (430) y el carro (428).

16.

El aparato de acuerdo con una o más de las reivindicaciones anteriores 13 a 15 en el que la puerta de la cámara de presión está definida por una parte superior (414) de la cámara de presión (412) que está montada de manera pivotante sobre una parte inferior (416) de la cámara de presión (412) y en el que una junta separa las partes superior e inferior de la cámara de presión (412), extendiéndose la junta según un ángulo ascendente desde una parte frontal (420) de la cámara de presión (412) adyacente en la que la placa de soporte del neumático (426) está dispuesta en la posición de carga hacia una parte trasera opuesta (410) de la cámara de presión (412).

17.

El aparato de acuerdo con una o más de las reivindicaciones anteriores 13 a 16 en el que la placa de soporte de neumático (426) incluye un par de postes de soporte espaciados (444) dispuestos de forma adyacente a un extremo de la placa de soporte (426) y adyacente a un extremo inferior del carro (428).

18.

El aparato de acuerdo con la reivindicación 17 en la que el sistema de carga de neumáticos (424) incluye un brazo detector (448) dispuesto de forma adyacente al extremo superior (450) del carro (428) opuesto a los postes de soporte

(444)

y un mecanismo de accionamiento de centrado (458), pudiéndose operar el mecanismo de accionamiento de centrado (458) para mover el brazo detector (448) y los postes de soporte

(444)

en direcciones opuestas a lo largo del carro (428) a velocidades iguales en distancias iguales y pudiéndose operar el brazo detector (448) para detener el funcionamiento del mecanismo de accionamiento (458) cuando el brazo detector contacta con un neumático apoyado en la placa de soporte (426).

19. El aparato de acuerdo con una o más de las reivindicaciones anteriores en el que el mecanismo de reducción de humedad comprende un elemento de calentamiento

(474) que puede operarse para proporcionar aire calentado al interior de la cámara de presión (412).

20. El aparato de acuerdo con la reivindicación 19 en el que el elemento de calentamiento (474) está dispuesto fuera de la cámara de presión

(412) de manera adyacente a una entrada en la cámara de presión (412) a través de la cual el sistema de tratamiento de aire (446) introduce aire en el interior de la cámara de presión (412).

21.

El aparato de acuerdo con la reivindicación 20 en el que el sistema de tratamiento de aire (446) incluye una bomba de vacío (468) en comunicación con el interior de la cámara de presión (412) y que puede operarse para extraer aire de la cámara de presión (412) a través de una salida e introducir aire en la cámara de presión (412) a través de la entrada.

22.

El aparato de acuerdo con la reivindicación 21 en el que el elemento de calentamiento (474) está dispuesto para calentar el aire desde un lado de salida de la bomba de vacío (468) que es introducido en la cámara de presión (412) a través de la entrada.